Barreira hematoencefálica: a camada protetora do cérebro - Psicologia - 2023

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No cérebro e em todo o sistema nervoso, é um órgão fundamental para o ser humano. Por isso, é fortemente protegido por ossos (crânio e coluna vertebral) e por um sistema de três camadas de membranas chamadas meninges. A segurança das várias partes do cérebro foi reforçada por milhões de anos de evolução.

No entanto, embora todos esses elementos possam ser essenciais para proteger o crânio de um golpe ou trauma, eles podem não ser suficientes para proteger o cérebro de outros tipos de perigos, como infecções virais que podem vir pelo sangue. Para evitar tais perigos, tanto quanto possível, temos outro tipo de proteção: a barreira hematoencefálica (BBB).

A descoberta do BBB

Embora se suspeitasse da existência de algo que separava o conteúdo do sangue presente no sistema sangüíneo do sistema nervoso, a verificação desse fato só chegaria em 1885. Um pesquisador chamado Paul Ehrlich introduziria uma tintura no suprimento de sangue de um animal e depois observe que o único ponto que não manchou foi o sistema nervoso central e, especificamente, o cérebro. A razão para isso tinha que estar relacionada a um sistema de proteção que circundava aquela área como se fosse uma membrana.

Mais tarde, outro pesquisador, Edwin Goldman, tentaria o processo inverso, colorindo o líquido cefalorraquidiano, observando que as únicas partes coloridas correspondiam ao tecido nervoso. Esses experimentos refletem a existência de algo que produz um alto nível de bloqueio entre o sistema nervoso e o resto do corpo, algo que anos depois seria chamado de barreira hematoencefálica por Lewandowski e explorado por um grande número de especialistas.

Uma proteção entre o sangue e o cérebro

A barreira hematoencefálica é uma pequena camada de células endoteliais, células que fazem parte da parede dos vasos sanguíneos, localizado ao longo da maioria dos capilares que irrigam o cérebro. Essa camada tem como principal característica o alto grau de impermeabilidade, não permitindo que um grande número de substâncias passem do sangue para o cérebro e vice-versa.

Desta forma, o BHE atua como um filtro entre o sangue e o sistema nervoso. Apesar disso, algumas substâncias como água, oxigênio, glicose, dióxido de carbono, aminoácidos e algumas outras moléculas podem passar, sendo a impermeabilidade relativa.

A sua ação como filtro realiza-se tanto através da sua estrutura, por restringir a união entre as células que o compõem, a passagem às diferentes substâncias, como pelo metabolismo das substâncias que o atingem através da utilização de enzimas e transportadores. Ou seja, tem um lado físico e outro químico.

Embora a barreira hematoencefálica seja em si uma camada de células endoteliais, seu funcionamento adequado também depende de outros tipos de estruturas celulares. Especificamente, é sustentado por células chamadas pericitos, que fornecem suporte estrutural e circundam as células endoteliais, mantendo a parede dos vasos sanguíneos estáveis, assim como a microglia.

Os pontos cegos do BHE

Apesar da importância da barreira hematoencefálica na proteção do sistema nervoso não cobre todo o cérebro, uma vez que o cérebro precisa receber e ser capaz de emitir algumas substâncias, como hormônios e neurotransmissores. A existência deste tipo de pontos cegos é necessária para garantir o bom funcionamento do organismo, uma vez que não é possível manter o cérebro totalmente isolado do que acontece no resto do corpo.

As áreas não protegidas por esta barreira encontram-se em torno do terceiro ventrículo cerebral e são chamadas de órgãos circunventriculares. Nessas áreas, os capilares apresentam endotélio fenestrado, com algumas aberturas ou acessos que permitem o fluxo de substâncias de um lado ao outro da membrana.

As localizações sem barreira hematoencefálica são principalmente do sistema neuroendócrino e do sistema nervoso autônomo, sendo algumas das estruturas deste grupo de órgãos circunventriculares a neurohipófise, a glândula pineal, algumas áreas do hipotálamo, a área postma, o órgão vascular da lâmina terminal e do órgão subfornical (abaixo do fórnice).

Cruzando a barreira hematoencefálica

Como vimos, a barreira hematoencefálica é permeável, mas de forma relativa, pois permite a passagem de algumas substâncias. Além dos locais onde a barreira hematoencefálica não está presente, existem uma série de mecanismos pelos quais componentes essenciais para o funcionamento das células podem passar por ele.

O mecanismo mais comum e freqüentemente usado a este respeito é o uso de transportadores, em que o elemento ou substância a ser transportado se liga a um receptor que posteriormente entra no citoplasma da célula endotelial. Uma vez lá, a substância se separa do receptor e é excretada para o outro lado pela própria célula endotelial.

Outro mecanismo pelo qual as substâncias atravessam a barreira hematoencefálica é a transcitose, processo pelo qual uma série de vesículas se forma na barreira por onde as substâncias podem passar de um lado para o outro.

A difusão transmembrana permite que íons de diferentes cargas se movam através da barreira hematoencefálica, com a carga eletrônica e o gradiente de concentração atuando de forma que as substâncias de ambos os lados da barreira sejam atraídas uma pela outra.

Finalmente, um quarto mecanismo pelo qual algumas substâncias passam para o cérebro sem a intervenção da barreira hematoencefálica é contorná-lo diretamente. Uma maneira de fazer isso é usar os neurônios sensoriais, forçando uma transmissão reversa através do axônio do neurônio para seu soma. Esse é o mecanismo utilizado por doenças conhecidas como raiva.

Funções principais

Como já foi possível vislumbrar algumas das propriedades que fazem da barreira hematoencefálica um elemento essencial para o sistema nervoso, uma vez que esta camada de células endoteliais desempenha principalmente as seguintes funções.

A principal função da barreira hematoencefálica é proteger o cérebro da chegada de substâncias externas, impedindo a passagem desses elementos. Dessa forma, a grande maioria das moléculas externas ao próprio sistema nervoso não pode afetá-lo, evitando que grande parte das infecções virais e bacterianas afetem o cérebro.

Além dessa função defensiva por bloquear a entrada de elementos nocivos, sua presença também permite a correta manutenção do ambiente neuronal ao manter a composição do líquido intersticial que banha e mantém as células constantes.

Uma função final da barreira hematoencefálica é metabolizar ou modificar elementos para fazê-los cruzar entre o sangue e os tecidos nervosos sem alterar o funcionamento do sistema nervoso de forma indesejada. É claro que algumas substâncias escapam desse mecanismo de controle.

Uma proteção terapeuticamente problemática

O fato de a barreira hematoencefálica ser tão impermeável e não permitir a entrada da maioria dos elementos é benéfico quando o cérebro está funcionando corretamente e nenhum tipo de intervenção médica ou psiquiátrica é necessária. Mas nos casos em que uma ação externa é necessária a nível médico ou farmacológico, esta barreira representa uma dificuldade de difícil tratamento.

E é que uma grande parte dos medicamentos que são aplicados a nível médico e que seriam usados para tratar uma doença ou infecção em outra parte do corpo não são eficazes para tratar o problema no cérebro, em grande parte devido ao bloqueio ação da barreira hematoencefálica. Exemplos disso são encontrados em medicamentos dedicados ao combate a tumores, Parkinson ou demências.

Para consertar isso em muitas ocasiões é necessário injetar a substância diretamente no fluido intersticial, usar os órgãos circunventriculares como via de acesso, quebrar a barreira temporariamente através do uso de microbolhas guiadas para pontos específicos por ultrassom ou usar composições químicas que podem cruzar a barreira hematoencefálica por meio de alguns dos mecanismos descritos acima.

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